JP5363967B2 - CLOCK DATA RECOVERY CIRCUIT, DISPLAY DEVICE DATA TRANSFER DEVICE, AND DISPLAY DEVICE DATA TRANSFER METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、クロックデータリカバリ回路、表示装置用データ転送装置及び表示装置用データ転送方法に関する。 The present invention relates to a clock data recovery circuit, a display device data transfer device, and a display device data transfer method.
表示装置の大型化によって、表示駆動回路へのデータ転送方法が問題となっている。また、解像度の向上や駆動タイミングの高速化によって、データ転送が高速化している。これらの問題を解決する技術として、非特許文献1には、Point to Pointクロックエンベデッドによる表示装置用高速データ転送システムが開示されている。
Due to the increase in size of the display device, a method of transferring data to the display drive circuit has become a problem. In addition, data transfer is speeded up due to improved resolution and faster drive timing. As a technique for solving these problems, Non-Patent
図7、8を参照して非特許文献1に係るクロックデータリカバリ(CDR:Clock Data Recovery)回路について説明する。図7は、非特許文献1に係るCDR回路1のブロック図である。また、図8は、図7のCDR回路1を駆動回路(Driver)に適用した表示装置のブロック図である。
A clock data recovery (CDR) circuit according to Non-Patent
まず、図7のCDR回路を適用した図8の表示装置について説明する。図8に示すように、この表示装置は、タイミングコントローラ(Timing Controller)、駆動回路、表示素子(Display Element)を備えている。ここで、タイミングコントローラは、送信回路TXを備えている。また、駆動回路は、CDR回路1、表示素子駆動回路2を備えている。
First, the display device of FIG. 8 to which the CDR circuit of FIG. 7 is applied will be described. As shown in FIG. 8, the display device includes a timing controller, a drive circuit, and a display element. Here, the timing controller includes a transmission circuit TX. The drive circuit includes a
送信回路TXは、パラレル信号である表示データ(Display Data)及びコマンド(Command)をシリアル信号に変換し、CDR回路1へデータ転送する。ここで、詳細には後述するように、表示データとコマンドとは交互にデータ転送される。コマンドには、表示データがスタートすることを示すデータスタート信号SODをはじめ各種制御信号などが含まれる。
The transmission circuit TX converts the display data (Display Data) and the command (Command), which are parallel signals, into serial signals and transfers the data to the
CDR回路1は、タイミングコントローラから転送されたシリアル入力データ(Input Data)をパラレルデータへ変換し、クロック信号(Clock)とデータ信号(Data)を再生(Recovery)する。再生されたクロック信号をリカバリクロック(Recovery Clock)という。ここで、データ信号はバスを介して、表示素子駆動回路2へ出力される。
The
次に、図7のCDR回路について説明する。図7に示すように、非特許文献1に開示されたCDR回路では、4倍オーバーサンプリングを用いて周波数検出及び位相検出を実施している。このCDR回路1は、サンプリング回路SC、周波数検出回路FD、位相検出回路PD、FD用チャージポンプCP1、PD用チャージポンプCP2、ループフィルタLF、電圧制御発振回路VCOを備えている。
Next, the CDR circuit of FIG. 7 will be described. As shown in FIG. 7, in the CDR circuit disclosed in
サンプリング回路SCは、リカバリクロックを基に、タイミングコントローラから転送されたシリアル入力データをサンプリングする。サンプリングされたデータ信号は、周波数検出回路FD、位相検出回路PD、表示素子駆動回路2へ出力される。
The sampling circuit SC samples the serial input data transferred from the timing controller based on the recovery clock. The sampled data signal is output to the frequency detection circuit FD, the phase detection circuit PD, and the display
周波数検出回路FDは、サンプリング回路SCによりサンプリングされた入力データと、リカバリクロックとの周波数差を検出する。リカバリクロックの周波数が入力データの周波数よりも低ければ、周波数検出回路FDはFD用チャージポンプCP1に対し、リカバリクロックの周波数を上げるためのUP信号を出力する。リカバリクロックの周波数が入力データの周波数よりも高ければ、周波数検出回路FDはFD用チャージポンプCP1に対し、発振クロックの周波数を下げるためのDOWN信号を出力する。 The frequency detection circuit FD detects the frequency difference between the input data sampled by the sampling circuit SC and the recovery clock. If the frequency of the recovery clock is lower than the frequency of the input data, the frequency detection circuit FD outputs an UP signal for increasing the frequency of the recovery clock to the FD charge pump CP1. If the frequency of the recovery clock is higher than the frequency of the input data, the frequency detection circuit FD outputs a DOWN signal for lowering the frequency of the oscillation clock to the FD charge pump CP1.
位相検出回路PDは、サンプリング回路SCによりサンプリングされた入力データと、リカバリクロックとの位相差を検出する。リカバリクロックの位相が入力データの位相よりも遅れていれば、位相検出回路PDはPD用チャージポンプCP1に対し、リカバリクロックの位相を進めるためのUP信号を出力する。リカバリクロックの位相が入力データの位相よりも進んでいれば、位相検出回路PDはPD用チャージポンプCP2に対し、リカバリクロックの位相を遅らせるためのDOWN信号を出力する。 The phase detection circuit PD detects the phase difference between the input data sampled by the sampling circuit SC and the recovery clock. If the phase of the recovery clock is delayed from the phase of the input data, the phase detection circuit PD outputs an UP signal for advancing the phase of the recovery clock to the PD charge pump CP1. If the phase of the recovery clock is ahead of the phase of the input data, the phase detection circuit PD outputs a DOWN signal for delaying the phase of the recovery clock to the PD charge pump CP2.
FD用チャージポンプCP1及びPD用チャージポンプCP2は、入力されたUP信号又はDOWN信号に応じたアナログ電流信号を出力する。
ループフィルタLFは、FD用チャージポンプCP1及びPD用チャージポンプCP2から入力されたアナログ電流信号に基づいて制御電圧信号を生成する。
そして、電圧制御発振回路VCOは、ループフィルタLFから入力された制御電圧信号に基づいてクロック信号CLKを生成する。このクロック信号CLKは、データ信号と同様に、表示素子駆動回路へ出力されると共に、サンプリング回路SCへリカバリクロック(Recovery Clock)としてフィードバックされる。
The FD charge pump CP1 and the PD charge pump CP2 output an analog current signal corresponding to the input UP signal or DOWN signal.
The loop filter LF generates a control voltage signal based on the analog current signal input from the FD charge pump CP1 and the PD charge pump CP2.
The voltage controlled oscillation circuit VCO generates a clock signal CLK based on the control voltage signal input from the loop filter LF. Similar to the data signal, the clock signal CLK is output to the display element driving circuit and fed back to the sampling circuit SC as a recovery clock.
図9は、非特許文献1の図10.7.3に示された4倍オーバーサンプリングによる周波数検出のアルゴリズムを示す図である。
最上段の入力データの波形は、入力データ周波数に対して電圧制御発振回路VCOの発振周波数が低い場合を示している。この場合、斜線で示したように、クロック位相2−4及び5−6における信号レベルの遷移が検出される。この結果、周波数検出回路FDにおいて、電圧制御発振回路VCOの発振周波数が低いと判定される。
FIG. 9 is a diagram showing an algorithm for frequency detection by four-time oversampling shown in FIG.
The waveform of the uppermost input data shows a case where the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit VCO is lower than the input data frequency. In this case, as indicated by hatching, signal level transitions in the clock phases 2-4 and 5-6 are detected. As a result, in the frequency detection circuit FD, it is determined that the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit VCO is low.
一方、最下段の入力データの波形は、入力データ周波数に対して電圧制御発振回路VCOの発振周波数が高い場合を示している。この場合、斜線で示したように、クロック位相0−2及び6−7における信号レベルの遷移と、クロック位相2−6における信号レベルの不遷移が検出される。この結果、周波数検出回路FDにおいて、発振周波数が高いと判定される。 On the other hand, the waveform of the input data at the lowermost stage shows a case where the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit VCO is higher than the input data frequency. In this case, as indicated by hatching, signal level transitions in clock phases 0-2 and 6-7 and signal level non-transition in clock phases 2-6 are detected. As a result, the frequency detection circuit FD determines that the oscillation frequency is high.
中段の入力データの波形は、入力データ周波数と電圧制御発振回路VCOの発振周波数とが一致した場合を示している。この場合、周波数検出回路FDでは、発振周波数が高いとも低いとも判定されない。 The waveform of the input data in the middle stage shows a case where the input data frequency matches the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit VCO. In this case, the frequency detection circuit FD does not determine whether the oscillation frequency is high or low.
なお、図10は、PLLロック後のクロック位相と入力データとの関係を示している。PLLロックとは、入力データの周波数及び位相と、電圧制御発振回路VCOが発振するクロック信号の周波数及び位相と、が一致した状態をいう。4倍オーバーサンプリングでは、図10に示すように、クロック位相0、4、8・・・の位置に入力データのエッジが同期し、クロック位相2、6、10・・・(つまりbitの中央)の位置で入力データをサンプリングする。
FIG. 10 shows the relationship between the clock phase after PLL lock and the input data. The PLL lock refers to a state in which the frequency and phase of input data coincide with the frequency and phase of a clock signal oscillated by the voltage controlled oscillation circuit VCO. In quadruple oversampling, as shown in FIG. 10, the edge of the input data is synchronized with the positions of
しかしながら、非特許文献1に記載のクロックデータリカバリ回路は、4倍オーバーサンプリングを採用しているがゆえに、回路規模、消費電力が大きく、EMI特性が悪いという問題があった。
However, since the clock data recovery circuit described in
本発明に係るクロックデータリカバリ回路は、
2倍オーバーサンプリングにより、入力データをサンプリングするサンプリング回路と、
前記サンプリング回路によりサンプリングされた入力データと、リカバリクロックとの周波数差を検出する周波数検出回路と、
前記サンプリング回路によりサンプリングされた入力データと、リカバリクロックとの位相差を検出する位相検出回路と、
少なくとも前記位相検出回路により検出された位相差に基づいて、前記サンプリング回路に対し、リカバリクロックを出力する電圧制御発振回路と、
入力データとして表示データを受信している間、前記周波数検出回路の動作を停止する周波数検出制御回路と、を備えるものである。
A clock data recovery circuit according to the present invention includes:
A sampling circuit that samples input data by double oversampling;
A frequency detection circuit for detecting a frequency difference between the input data sampled by the sampling circuit and a recovery clock;
A phase detection circuit for detecting a phase difference between the input data sampled by the sampling circuit and a recovery clock;
A voltage-controlled oscillation circuit that outputs a recovery clock to the sampling circuit based on at least the phase difference detected by the phase detection circuit;
A frequency detection control circuit that stops the operation of the frequency detection circuit while receiving display data as input data.
本発明に係る表示装置用データ転送装置は、
転送データを送信するタイミングコントローラと、
前記タイミングコントローラから送信された転送データを受信する表示素子駆動回路と、を備えた表示装置用データ転送装置であって、
前記表示素子駆動回路は、
2倍オーバーサンプリングにより、転送データをサンプリングするサンプリング回路と、
前記サンプリング回路によりサンプリングされた転送データと、リカバリクロックとの周波数差を検出する周波数検出回路と、
前記サンプリング回路によりサンプリングされた転送データと、リカバリクロックとの位相差を検出する位相検出回路と、
少なくとも前記位相検出回路により検出された位相差に基づいて、前記サンプリング回路に対し、リカバリクロックを出力する電圧制御発振回路と、
転送データとして表示データを受信している間、前記周波数検出回路の動作を停止する周波数検出制御回路と、を備えるものである。
A data transfer device for a display device according to the present invention includes:
A timing controller for transmitting transfer data;
A display element drive circuit that receives transfer data transmitted from the timing controller, and a display device data transfer device comprising:
The display element driving circuit includes:
A sampling circuit that samples transfer data by double oversampling;
A frequency detection circuit that detects a frequency difference between the transfer data sampled by the sampling circuit and a recovery clock;
A phase detection circuit for detecting a phase difference between the transfer data sampled by the sampling circuit and a recovery clock;
A voltage-controlled oscillation circuit that outputs a recovery clock to the sampling circuit based on at least the phase difference detected by the phase detection circuit;
A frequency detection control circuit that stops the operation of the frequency detection circuit while receiving display data as transfer data.
本発明に係る表示装置用データ転送方法は、
タイミングコントローラから表示素子駆動回路へデータを転送する表示装置用データ転送方法であって、
2倍オーバーサンプリングにより、転送データをサンプリングし、
転送データが表示データである間、サンプリングされた転送データとリカバリクロックとの周波数差を検出せずに、位相差を検出し、リカバリクロックを生成し、
転送データが表示データ以外である間、サンプリングされた転送データの周波数差及び位相差を検出し、リカバリクロックを生成するものである。
A display device data transfer method according to the present invention includes:
A data transfer method for a display device for transferring data from a timing controller to a display element driving circuit,
Sampling the transfer data by double oversampling,
While the transfer data is display data, the phase difference is detected and the recovery clock is generated without detecting the frequency difference between the sampled transfer data and the recovery clock.
While the transfer data is other than display data, the recovery clock is generated by detecting the frequency difference and phase difference of the sampled transfer data.
本発明では、入力データとして表示データを受信している間、周波数検出回路の動作を停止する周波数検出制御回路を備え、2倍オーバーサンプリングを採用している。そのため、回路規模、消費電力が小さく、EMI特性に優れるクロックデータリカバリ回路を提供することができる。 The present invention includes a frequency detection control circuit that stops the operation of the frequency detection circuit while receiving display data as input data, and employs double oversampling. Therefore, it is possible to provide a clock data recovery circuit that is small in circuit size and power consumption and excellent in EMI characteristics.
本発明によれば、回路規模、消費電力が小さく、EMI特性に優れるクロックデータリカバリ回路を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a clock data recovery circuit that is small in circuit size and power consumption and excellent in EMI characteristics.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
(実施の形態1)
図1、2を参照して本発明の第1の実施の形態に係るクロックデータリカバリ(CDR:Clock Data Recovery)回路について説明する。図1は、実施の形態1に係るCDR回路100のブロック図である。また、図2は、図1のCDR回路100を駆動回路(Driver)に適用した表示装置のブロック図である。
(Embodiment 1)
A clock data recovery (CDR) circuit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a
まず、図1のCDR回路を適用した図2の表示装置について説明する。図2に示すように、この表示装置は、タイミングコントローラ(Timing Controller)、駆動回路、表示素子(Display Element)を備えている。ここで、タイミングコントローラは、送信回路TXを備えている。また、駆動回路は、CDR回路100、表示素子駆動回路200を備えている。
First, the display device of FIG. 2 to which the CDR circuit of FIG. 1 is applied will be described. As shown in FIG. 2, the display device includes a timing controller, a driving circuit, and a display element. Here, the timing controller includes a transmission circuit TX. The driving circuit includes a
送信回路TXは、パラレル信号である表示データ(Display Data)及びコマンド(Command)をシリアル信号に変換し、CDR回路100へデータ転送する。ここで、詳細には後述するように、表示データとコマンドとは交互にデータ転送される。コマンドには、表示データがスタートすることを示すデータスタート信号SODをはじめ各種制御信号などが含まれる。
The transmission circuit TX converts display data (Command Data), which are parallel signals, into a serial signal and transfers the data to the
CDR回路100は、入力されたシリアル信号をパラレル信号へ変換するとともにクロック信号CLKを再生する。そして、表示素子駆動回路200へデータ(Data)及びクロック信号CLKを出力する。表示素子駆動回路200は、クロック信号CLKに応じて、表示素子へ表示データを出力する。
The
次に、図1のCDR回路について説明する。図1に示すように、本実施の形態1に係るCDR回路は、サンプリング回路SC、周波数検出回路FD、位相検出回路PD、FD用チャージポンプCP1、PD用チャージポンプCP2、ループフィルタLF、電圧制御発振回路VCO、周波数検出制御回路FDCを備えている。 Next, the CDR circuit of FIG. 1 will be described. As shown in FIG. 1, the CDR circuit according to the first embodiment includes a sampling circuit SC, a frequency detection circuit FD, a phase detection circuit PD, an FD charge pump CP1, a PD charge pump CP2, a loop filter LF, and a voltage control. An oscillation circuit VCO and a frequency detection control circuit FDC are provided.
サンプリング回路SCは、リカバリクロックを基に、タイミングコントローラから転送されたシリアル入力データをサンプリングする。サンプリングされたデータ信号は、周波数検出回路FD、位相検出回路PD、表示素子駆動回路200へ出力される。また、本発明に係るサンプリング回路SCは、4倍オーバーサンプリングでなく、2倍オーバーサンプリングを採用しているため、図7のCDR回路におけるサンプリング回路SCよりも回路規模を小さくすることができる。 The sampling circuit SC samples the serial input data transferred from the timing controller based on the recovery clock. The sampled data signal is output to the frequency detection circuit FD, the phase detection circuit PD, and the display element driving circuit 200. Further, since the sampling circuit SC according to the present invention employs double oversampling instead of quadruple oversampling, the circuit scale can be made smaller than the sampling circuit SC in the CDR circuit of FIG.
周波数検出回路FDは、サンプリング回路SCによりサンプリングされた入力データと、リカバリクロックとの周波数差を検出する。リカバリクロックの周波数が入力データの周波数よりも低ければ、周波数検出回路FDはFD用チャージポンプCP1に対し、リカバリクロックの周波数を上げるためのUP信号を出力する。リカバリクロックの周波数が入力データの周波数よりも高ければ、周波数検出回路FDはFD用チャージポンプCP1に対し、リカバリクロックの周波数を下げるためのDOWN信号を出力する。 The frequency detection circuit FD detects the frequency difference between the input data sampled by the sampling circuit SC and the recovery clock. If the frequency of the recovery clock is lower than the frequency of the input data, the frequency detection circuit FD outputs an UP signal for increasing the frequency of the recovery clock to the FD charge pump CP1. If the frequency of the recovery clock is higher than the frequency of the input data, the frequency detection circuit FD outputs a DOWN signal for lowering the frequency of the recovery clock to the FD charge pump CP1.
より詳細には、周波数検出回路FDは、積分機能とコンパレータ機能とを兼ね備えている。すなわち、発振周波数が「低い」と検出された回数が所定の頻度を越えた場合、周波数検出回路FDはUP信号を出力する。一方、発振周波数が「低い」と検出された回数が所定の頻度を越えない場合、周波数検出回路FDはUP信号を出力しない。 More specifically, the frequency detection circuit FD has both an integration function and a comparator function. That is, when the number of times that the oscillation frequency is detected as “low” exceeds a predetermined frequency, the frequency detection circuit FD outputs an UP signal. On the other hand, when the number of times that the oscillation frequency is detected as “low” does not exceed a predetermined frequency, the frequency detection circuit FD does not output an UP signal.
同様に、発振周波数が「高い」と検出された回数が所定の頻度を越えた場合、周波数検出回路FDはDOWN信号を出力する。一方、発振周波数が「高い」と検出された回数が所定の頻度を越えない場合、周波数検出回路FDはDOWN信号を出力しない。 Similarly, when the number of times that the oscillation frequency is detected as “high” exceeds a predetermined frequency, the frequency detection circuit FD outputs a DOWN signal. On the other hand, when the number of times that the oscillation frequency is detected as “high” does not exceed a predetermined frequency, the frequency detection circuit FD does not output a DOWN signal.
PLLロック後も入力信号のジッタなどにより発振周波数が「低い」又は「高い」と検出されることがある。しかしながら、低頻度であるため、周波数検出回路FDの上記機能によりUP信号やDOWN信号が出力されず、PLLロック状態を維持することができる。 Even after the PLL is locked, the oscillation frequency may be detected as “low” or “high” due to jitter of the input signal. However, since the frequency is low, an UP signal or a DOWN signal is not output by the above function of the frequency detection circuit FD, and the PLL lock state can be maintained.
さらに詳細には、例えば所定の期間内に、発振周波数が「低い」又は「高い」と検出された回数が、所定の回数(閾値)を超えるか否かにより、上記頻度を判定することができる。 More specifically, for example, the frequency can be determined based on whether or not the number of times that the oscillation frequency is detected as “low” or “high” within a predetermined period exceeds a predetermined number (threshold). .
図3は、2倍オーバーサンプリングによる周波数検出のアルゴリズムを示す図である。最上段の入力データの波形は、入力データ周波数に対して電圧制御発振回路VCOの発振周波数が低い場合を示している。この場合、斜線で示したように、クロック位相1−2及び2−3における信号レベルの遷移が検出される。この結果、周波数検出回路FDにおいて、電圧制御発振回路VCOの発振周波数が低いと判定される。 FIG. 3 is a diagram showing an algorithm for frequency detection by double oversampling. The waveform of the uppermost input data shows a case where the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit VCO is lower than the input data frequency. In this case, as indicated by diagonal lines, signal level transitions in the clock phases 1-2 and 2-3 are detected. As a result, in the frequency detection circuit FD, it is determined that the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit VCO is low.
一方、最下段の入力データの波形は、入力データ周波数に対して電圧制御発振回路VCOの発振周波数が高い場合を示している。この場合、斜線で示したように、クロック位相0−1及び3−4における信号レベルの遷移と、クロック位相1−3における信号レベルの不遷移が検出される。この結果、周波数検出回路FDにおいて、発振周波数が高いと判定される。 On the other hand, the waveform of the input data at the lowermost stage shows a case where the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit VCO is higher than the input data frequency. In this case, as indicated by hatching, signal level transitions in clock phases 0-1 and 3-4 and signal level non-transition in clock phases 1-3 are detected. As a result, the frequency detection circuit FD determines that the oscillation frequency is high.
中段の入力データの波形は、入力データ周波数と電圧制御発振回路VCOの発振周波数とが一致した場合を示している。この場合、周波数検出回路FDでは、発振周波数が高いとも低いとも判定されない。 The waveform of the input data in the middle stage shows a case where the input data frequency matches the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit VCO. In this case, the frequency detection circuit FD does not determine whether the oscillation frequency is high or low.
なお、図4は、PLLロック後のクロック位相と入力データとの関係を示している。2倍オーバーサンプリングでは、図4に示すように、クロック位相0、2、4・・・の位置に入力データのエッジが同期し、クロック位相1、3、5・・・(つまりbitの中央)の位置で入力データをサンプリングする。 FIG. 4 shows the relationship between the clock phase after PLL lock and the input data. In the double oversampling, as shown in FIG. 4, the edge of the input data is synchronized with the positions of the clock phases 0, 2, 4,... And the clock phases 1, 3, 5,. The input data is sampled at the position of.
位相検出回路PDは、サンプリング回路SCによりサンプリングされた入力データと、リカバリクロックとの位相差を検出する。リカバリクロックの位相が入力データの位相よりも遅れていれば、位相検出回路PDはPD用チャージポンプCP1に対し、リカバリクロックの位相を進めるためのUP信号を出力する。リカバリクロックの位相が入力データの位相よりも進んでいれば、位相検出回路PDはPD用チャージポンプCP2に対し、リカバリクロックの位相を遅らせるためのDOWN信号を出力する。 The phase detection circuit PD detects the phase difference between the input data sampled by the sampling circuit SC and the recovery clock. If the phase of the recovery clock is delayed from the phase of the input data, the phase detection circuit PD outputs an UP signal for advancing the phase of the recovery clock to the PD charge pump CP1. If the phase of the recovery clock is ahead of the phase of the input data, the phase detection circuit PD outputs a DOWN signal for delaying the phase of the recovery clock to the PD charge pump CP2.
FD用チャージポンプCP1及びPD用チャージポンプCP2は、入力されたUP信号又はDOWN信号に応じたアナログ電流信号を出力する。
ループフィルタLFは、FD用チャージポンプCP1及びPD用チャージポンプCP2から入力されたアナログ電流信号に基づいて制御電圧信号を生成する。
The FD charge pump CP1 and the PD charge pump CP2 output an analog current signal corresponding to the input UP signal or DOWN signal.
The loop filter LF generates a control voltage signal based on the analog current signal input from the FD charge pump CP1 and the PD charge pump CP2.
そして、電圧制御発振回路VCOは、ループフィルタLFから入力された制御電圧信号に基づいてクロック信号CLKを生成する。このクロック信号CLKは、データ信号と同様に、図2の駆動回路200へ出力されると共に、リカバリクロック(Recovery Clock)としてサンプリング回路SCへフィードバックされる。また、本発明に係る電圧制御発振回路VCOは、4倍オーバーサンプリングでなく、2倍オーバーサンプリングを採用しているため、図7のCDR回路における電圧制御発振回路VCOよりも回路規模を小さくすることができる。また、リカバリクロック信号の数も4倍オーバーサンプリング時の半分であるため、消費電流もより小さくなり、EMI特性も改善される。 The voltage controlled oscillation circuit VCO generates a clock signal CLK based on the control voltage signal input from the loop filter LF. Similar to the data signal, the clock signal CLK is output to the drive circuit 200 of FIG. 2 and is fed back to the sampling circuit SC as a recovery clock (Recovery Clock). Further, since the voltage controlled oscillation circuit VCO according to the present invention employs 2 times oversampling instead of 4 times oversampling, the circuit scale can be made smaller than the voltage controlled oscillation circuit VCO in the CDR circuit of FIG. Can do. In addition, since the number of recovery clock signals is also half that of four times oversampling, current consumption is further reduced and EMI characteristics are improved.
周波数検出制御回路FDCには、サンプリング回路SCから出力されたデータ信号が入力される。そして、データ信号に含まれるFDストップ信号に基づいて、周波数検出回路FDを停止する。周波数検出制御回路FDCは、図7のCDR回路1に無い回路であり、新たに追加された構成要素である。しかしながら、上述のサンプリング回路SC及び電圧制御発振回路VCOの回路規模削減効果の寄与が大きく、全体として回路規模を小さくすることができる。
The data signal output from the sampling circuit SC is input to the frequency detection control circuit FDC. Then, the frequency detection circuit FD is stopped based on the FD stop signal included in the data signal. The frequency detection control circuit FDC is a circuit that is not included in the
以下に、周波数検出回路FDの動作について、図を用いて説明する。図5Aは本実施の形態に係るCDR回路100に入力される転送データ及び周波数検出回路の動作状態を示す図である。また、図5Bは図7のCDR回路1に入力される転送データ及び周波数検出回路の動作状態を示す図である。図5A、5Bに示すように、サンプリング回路SCへは、表示データとコマンドとが交互に転送データとして転送される。ここで、表示データとは、表示素子に表示されるデータのことであり、コマンドとは制御信号等の表示データ以外の転送データのことである。
Hereinafter, the operation of the frequency detection circuit FD will be described with reference to the drawings. FIG. 5A is a diagram showing the operation state of the transfer data and frequency detection circuit input to the
図5Aに示すように、本実施の形態に係るCDR回路100では、コマンド受信中は周波数検出回路FDを動作させ、表示データ受信中は周波数検出回路FDを停止させている。具体的には、コマンドに含まれるデータスタート信号SODを上記FDストップ信号として用い、周波数検出回路FDを停止させている。また、本実施の形態では、表示データ受信期間は予め決まっているため、周波数検出回路FDを停止させてから所定の時間(クロック数)が経過した後、周波数検出回路FDの動作を自動的に復帰させている。
一方、図5Bに示すように、図7のCDR回路1では、常時、周波数検出回路FDを動作させている。
As shown in FIG. 5A, in the
On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the
ここで、コマンド転送中は、駆動回路200の動作などによりノイズが発生しやすく、PLLロックが外れやすい期間である。そのため、PLLロックが外れても復帰可能なように、周波数検出回路FD及び位相検出回路PDの両方によりPLLロック状態を維持する。一方、表示データ転送中は、ノイズによりPLLロックが外れることのない期間である。そのため、周波数検出回路FDを停止し、位相検出回路PDのみによりPLLロック状態を維持することができる。 Here, the command transfer is a period in which noise is likely to occur due to the operation of the drive circuit 200 and the PLL lock is easily released. Therefore, the PLL lock state is maintained by both the frequency detection circuit FD and the phase detection circuit PD so that it can be recovered even if the PLL lock is released. On the other hand, the display data transfer is a period in which the PLL lock is not released due to noise. Therefore, the frequency detection circuit FD can be stopped and the PLL lock state can be maintained only by the phase detection circuit PD.
他方、2倍オーバーサンプリングの場合、以下の理由から、表示データ転送期間に周波数検出回路FDを停止させる必要があった。具体的には、PLLロック後、「1,0,0,1」又は「0,1,1,0」のように同レベルの信号が2bitのみ連続するパターンが入力された場合、2倍オーバーサンプリングでは、周波数検出回路FDが誤動作するおそれがある。以下に、その理由について説明する。 On the other hand, in the case of double oversampling, it is necessary to stop the frequency detection circuit FD during the display data transfer period for the following reason. Specifically, after a PLL lock, if a pattern in which signals of the same level continue for only 2 bits, such as “1, 0, 0, 1” or “0, 1, 1, 0”, is input, it will be twice over In sampling, the frequency detection circuit FD may malfunction. The reason will be described below.
図6Aは2倍オーバーサンプリングにおいて、同レベルの信号が2bitのみ連続するパターン「1,1」が入力された場合を示す図である。図6Bは4倍オーバーサンプリングにおいて、同レベルの信号が2bitのみ連続するパターン「1,1」が入力された場合を示す図である。 FIG. 6A is a diagram illustrating a case where a pattern “1, 1” in which signals of the same level continue for only 2 bits is input in double oversampling. FIG. 6B is a diagram illustrating a case where a pattern “1, 1” in which a signal of the same level continues for only 2 bits is input in 4 × oversampling.
図6Aに示すように、2倍オーバーサンプリングでは、入力信号のジッタやクロックのスキュー差等により、2bitの入力データ「1,1」が低周波数の1bitの入力データ「1」と誤判定されるおそれがある。この結果、電圧制御発振回路VCOの発振周波数を下げるように、周波数検出回路FDが誤動作するおそれがある。
一方、図6Bに示すように、4倍オーバーサンプリングでは、入力信号のジッタやクロックのスキュー差等があっても、誤判定されるおそれはない。
As shown in FIG. 6A, in the double oversampling, 2-bit input data “1, 1” is erroneously determined as low-frequency 1-bit input data “1” due to jitter of an input signal, a clock skew difference, or the like. There is a fear. As a result, the frequency detection circuit FD may malfunction so as to lower the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit VCO.
On the other hand, as shown in FIG. 6B, in the case of quadruple oversampling, there is no possibility of erroneous determination even if there is jitter of the input signal, clock skew difference, or the like.
以上説明したように、発明者らは、表示データ転送期間には、周波数検出回路FDを停止させても問題ないことを見出し、2倍オーバーサンプリングにおける誤判定のおそれを解消した。そして、2倍オーバーサンプリングを適用することにより、回路規模、消費電力が小さく、EMI特性に優れるクロックデータリカバリ回路を提供することに成功した。なお、コマンド転送中は周波数検出回路FDが動作している。そのため、周波数検出回路FDが誤動作しないように、同レベルの信号が2bitのみ連続するパターンが所定の頻度以下になるように(勿論、当該パターンが全く含まれなくてもよい)、コマンドコードを規定する必要がある。しかしながら、表示装置用のコマンドの種類は限られているため、そのようにコマンドコードを割り当てることが可能である。 As described above, the inventors have found that there is no problem even if the frequency detection circuit FD is stopped during the display data transfer period, and have eliminated the possibility of erroneous determination in double oversampling. By applying double oversampling, the present inventors have succeeded in providing a clock data recovery circuit that is small in circuit size, power consumption, and excellent in EMI characteristics. Note that the frequency detection circuit FD operates during command transfer. Therefore, in order to prevent the frequency detection circuit FD from malfunctioning, the command code is defined so that a pattern in which signals of the same level continue for 2 bits is less than a predetermined frequency (of course, the pattern may not be included at all). There is a need to. However, since the types of commands for the display device are limited, it is possible to assign command codes as such.
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, the present invention is not limited to the above. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the invention.
100 CDR回路(2倍オーバーサンプリング)
200 表示装置駆動回路
CP1 FD用チャージポンプ
CP2 PD用チャージポンプ
FD 周波数検出回路
FDC 周波数検出制御回路
LF ループフィルタ
PD 位相検出回路
SC サンプリング回路
TX 送信回路
VCO 電圧制御発振回路
1 CDR回路(4倍オーバーサンプリング)
2 表示装置駆動回路
100 CDR circuit (double oversampling)
200 Display device driving circuit CP1 FD charge pump CP2 PD charge pump FD Frequency detection circuit FDC Frequency detection control circuit LF Loop filter PD Phase detection circuit SC Sampling circuit TX Transmission circuit VCO Voltage
2 Display device drive circuit
Claims (10)
前記サンプリング回路によりサンプリングされた入力データと、リカバリクロックとの周波数差を検出する周波数検出回路と、
前記サンプリング回路によりサンプリングされた入力データと、リカバリクロックとの位相差を検出する位相検出回路と、
少なくとも前記位相検出回路により検出された位相差に基づいて、前記サンプリング回路に対し、リカバリクロックを出力する電圧制御発振回路と、
入力データとして表示データを受信している間、前記周波数検出回路の動作を停止する周波数検出制御回路と、
を備え、
前記位相検出回路は前記停止時に回路の動作を停止しないことにより、前記電圧制御発振回路はリカバリクロックを出力し続ける、
クロックデータリカバリ回路。 A sampling circuit that samples input data by double oversampling;
A frequency detection circuit for detecting a frequency difference between the input data sampled by the sampling circuit and a recovery clock;
A phase detection circuit for detecting a phase difference between the input data sampled by the sampling circuit and a recovery clock;
A voltage-controlled oscillation circuit that outputs a recovery clock to the sampling circuit based on at least the phase difference detected by the phase detection circuit;
A frequency detection control circuit for stopping the operation of the frequency detection circuit while receiving display data as input data;
Bei to give a,
Since the phase detection circuit does not stop the operation of the circuit at the time of the stop, the voltage controlled oscillation circuit continues to output the recovery clock,
Clock data recovery circuit.
前記周波数検出回路が動作している間、前記位相検出回路により検出された位相差に加え、前記周波数検出回路により検出された周波数差に基づいて、リカバリクロックを出力することを特徴とする請求項1に記載のクロックデータリカバリ回路。 The voltage controlled oscillation circuit is
The recovery clock is output based on the frequency difference detected by the frequency detection circuit in addition to the phase difference detected by the phase detection circuit while the frequency detection circuit is operating. 2. The clock data recovery circuit according to 1.
前記周波数検出回路は、動作を停止してから所定の時間経過後、動作を再開することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のクロックデータリカバリ回路。 The time of the display data is predetermined,
5. The clock data recovery circuit according to claim 1, wherein the frequency detection circuit restarts the operation after a predetermined time has elapsed since the operation was stopped.
前記タイミングコントローラから送信された転送データを受信する表示素子駆動回路と、を備えた表示装置用データ転送装置であって、
前記表示素子駆動回路は、
2倍オーバーサンプリングにより、転送データをサンプリングするサンプリング回路と、
前記サンプリング回路によりサンプリングされた転送データと、リカバリクロックとの周波数差を検出する周波数検出回路と、
前記サンプリング回路によりサンプリングされた転送データと、リカバリクロックとの位相差を検出する位相検出回路と、
少なくとも前記位相検出回路により検出された位相差に基づいて、前記サンプリング回路に対し、リカバリクロックを出力する電圧制御発振回路と、
転送データとして表示データを受信している間、前記周波数検出回路の動作を停止する周波数検出制御回路と、
を備え、
前記位相検出回路は前記停止時に回路の動作を停止しないことにより、前記電圧制御発振回路はリカバリクロックを出力し続ける、
表示装置用データ転送装置。 A timing controller for transmitting transfer data;
A display element drive circuit that receives transfer data transmitted from the timing controller, and a display device data transfer device comprising:
The display element driving circuit includes:
A sampling circuit that samples transfer data by double oversampling;
A frequency detection circuit that detects a frequency difference between the transfer data sampled by the sampling circuit and a recovery clock;
A phase detection circuit for detecting a phase difference between the transfer data sampled by the sampling circuit and a recovery clock;
A voltage-controlled oscillation circuit that outputs a recovery clock to the sampling circuit based on at least the phase difference detected by the phase detection circuit;
A frequency detection control circuit for stopping the operation of the frequency detection circuit while receiving display data as transfer data;
Bei to give a,
Since the phase detection circuit does not stop the operation of the circuit at the time of the stop, the voltage controlled oscillation circuit continues to output the recovery clock,
Data transfer device for display device.
前記周波数検出回路が動作している間、前記位相検出回路により検出された位相差に加え、前記周波数検出回路により検出された周波数差に基づいて、リカバリクロックを出力することを特徴とする請求項6に記載の表示装置用データ転送装置。 The voltage controlled oscillation circuit is
The recovery clock is output based on the frequency difference detected by the frequency detection circuit in addition to the phase difference detected by the phase detection circuit while the frequency detection circuit is operating. 6. A data transfer device for a display device according to 6.
2倍オーバーサンプリングにより、転送データをサンプリングし、
転送データが表示データである間、サンプリングされた転送データとリカバリクロックとの周波数差を検出せずに、位相差を検出し、リカバリクロックを生成し、
転送データが表示データ以外である間、サンプリングされた転送データの周波数差及び位相差を検出し、リカバリクロックを生成する
表示装置用データ転送方法。 A data transfer method for a display device for transferring data from a timing controller to a display element driving circuit,
Sampling the transfer data by double oversampling,
While the transfer data is display data, the phase difference is detected and the recovery clock is generated without detecting the frequency difference between the sampled transfer data and the recovery clock.
A data transfer method for a display device that detects a frequency difference and a phase difference of sampled transfer data and generates a recovery clock while the transfer data is other than display data.
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